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如何精心維護(hù)光信號(hào)?

作者: 時(shí)間:2001-08-08 來(lái)源: 收藏

電纜工程師可能具有創(chuàng)造性,但是有時(shí)侯他們的創(chuàng)造性沒(méi)有用武之地。如何保養(yǎng)好光學(xué)設(shè)備,就是一個(gè)典型的例子。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/2824.htm

我第一次安裝電纜電話,就遇到了一些莫名其妙的故障和斷路,并且電纜操作人員認(rèn)為故障出在電話設(shè)備內(nèi)部。由于這是第一次由操作人員來(lái)安裝電話設(shè)備,我不能排除問(wèn)題出在設(shè)備本身的可能性。但是在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),對(duì)于出現(xiàn)故障的原因總不能言之成理。最后,我的好友告訴我說(shuō),他僅僅通過(guò)清潔光連接接頭,就排除了半數(shù)以上故障。不久,我在一間操作工作室內(nèi),親眼目睹一位技術(shù)員,用一瓶從附近藥店買來(lái)的消毒酒精清潔接頭。

骯臟的接頭可以產(chǎn)生好幾方面的問(wèn)題,最常見(jiàn)的問(wèn)題是信號(hào)損失。光的連接不過(guò)就是將兩根光纖,頭對(duì)頭地碰在一起。但是兩根光纖必須非常精確地互相對(duì)準(zhǔn),使光緊密地互相耦合。一點(diǎn)點(diǎn)塵土或污垢都可能阻擋光線的傳播。

反射能引起哪些危害呢?已調(diào)制激光(有線電視使用的主要就是這種激光)本身就有一些啁啾信號(hào)。這說(shuō)明此已調(diào)制激光的波長(zhǎng)已經(jīng)隨著調(diào)制而發(fā)生了變化,再加上反射的影響,于是產(chǎn)生了這些啁啾信號(hào)。反射回來(lái)的光,由于接頭連接得不好,延遲了一些;再加上經(jīng)過(guò)了來(lái)回的路程也要有一定的延遲。與此同時(shí),激光本身經(jīng)過(guò)這段時(shí)間,波長(zhǎng)也發(fā)生了一些微小的變化。兩種波長(zhǎng)的光,反射回來(lái)的光和當(dāng)前發(fā)出的光,發(fā)生差拍并產(chǎn)生噪音。屏蔽的激光比沒(méi)有屏蔽的激光受到的影響要小一些。但是即使是屏蔽的激光也不能完全排除這種影響。分布反饋式激光器(DFB),比法布里-玻羅(F-P)激光器更容易受到影響。因?yàn)閷?duì)于DFB激光器,兩種波長(zhǎng)更容易同時(shí)存在,并且頻率互相靠得很近,因而易于引起麻煩。

在接收器方面同樣也可能產(chǎn)生差拍。光學(xué)接收器返回?fù)p耗很小,所以產(chǎn)生了光的反射。如果由于光連接接頭不好以及其它的原因,再次發(fā)生了反射,經(jīng)過(guò)兩次反射的光,在接收器上與直接來(lái)到的光波長(zhǎng)略有差別,于是產(chǎn)生差拍。

另一類問(wèn)題,是由于返回的激光不論其波長(zhǎng)如何,統(tǒng)統(tǒng)以光的方式組合在一起。

當(dāng)發(fā)射的是組合光,而接收時(shí)采用的是單一光接收器時(shí),就是出現(xiàn)這類問(wèn)題的一種原因。這里談的不是光分復(fù)用技術(shù),光分復(fù)用運(yùn)行良好,不在此討論的范圍內(nèi)。你不能用同樣的射頻(RF)去調(diào)制兩個(gè)或更多的激光,因?yàn)閷⑿盘?hào)從光變換回來(lái),成為電信號(hào)時(shí),兩個(gè)信號(hào)之間可能產(chǎn)生干擾。如果確實(shí)有把握,兩個(gè)波長(zhǎng)絕對(duì)不會(huì)變得靠近,還是可以安全地將兩個(gè)光發(fā)射,以光學(xué)方式組合在一起。如果是將兩個(gè)激光組合在一起當(dāng)作一個(gè)激光來(lái)處理。例如,處理的是來(lái)自兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)的激光,這時(shí)并不能肯定這兩個(gè)激光的波長(zhǎng)是否靠得很近,是否足以產(chǎn)生問(wèn)題。

即使在開(kāi)始時(shí)問(wèn)題并不明顯,但是,這兩個(gè)激光會(huì)隨著時(shí)間的推移或溫度的變化,頻率也可能跟著逐漸發(fā)生變化,或遲或早在將來(lái)產(chǎn)生其它的問(wèn)題。已經(jīng)有不少相關(guān)的報(bào)告顯示,返回路程通常是安靜的,但是可能偶爾在某個(gè)時(shí)間,噪音水平突然顯著增大起來(lái),雖然僅僅持續(xù)幾秒鐘。上述問(wèn)題經(jīng)過(guò)追蹤分析,認(rèn)為是由于返回的激光在前端設(shè)備那里組合起來(lái)所引起的。在正常情況下,這兩個(gè)激光的波長(zhǎng)相差足夠大,并不至于產(chǎn)生帶內(nèi)差拍;但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,這兩個(gè)波長(zhǎng)將漂移得足夠接近了,能夠引起問(wèn)題的產(chǎn)生了。

絕不能認(rèn)為,在開(kāi)始時(shí)兩個(gè)組合了的激光沒(méi)有發(fā)生問(wèn)題,就可以萬(wàn)事大吉了。問(wèn)題會(huì)或遲或早浮現(xiàn)出來(lái)的。如果兩個(gè)以上的激光組合在一起了,一定要在規(guī)范中明確:它們的波長(zhǎng)永遠(yuǎn)都是有足夠的差異的。這意味著對(duì)于1550nm的激光,需要單獨(dú)的通路;但是由于通路的費(fèi)用太高,并不希望在返回的發(fā)射器中這樣做。與此相反,而是將發(fā)射的激光組合起來(lái),但是采用分別的光接收器,在變?yōu)?/font>RF以后,再組合起來(lái)。這樣做了以后,雖然仍然會(huì)產(chǎn)生正常的噪音組合,但是所產(chǎn)生的噪音水平已經(jīng)足夠低了。

如何設(shè)定返回設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電平仍然存在混亂。大多數(shù)返回系統(tǒng)都有一個(gè)長(zhǎng)的自動(dòng)電平控制回路(有時(shí)被錯(cuò)誤地稱為自動(dòng)增益控制)。位于前端設(shè)備中的接收器,測(cè)量接收到的信號(hào)電平,并且發(fā)送一個(gè)命令給原發(fā)射器,讓它增大或減小電平,一直到接收的信號(hào)達(dá)到合適的電平為止。這樣可以使所有的前端設(shè)備電平都保持在正確的信號(hào)電平。但是這并不是說(shuō)設(shè)備運(yùn)行在正確的電平。

所謂前端設(shè)備的合適接收電平,是由某個(gè)具體設(shè)備的制造商確定的。對(duì)于這個(gè)合適的電平,有的設(shè)備可以在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,也有的設(shè)備不能調(diào)整。如果是可以調(diào)整的,就需要設(shè)定好,這樣返回設(shè)備的所有部分才能正確地運(yùn)行。如果是不能調(diào)整的,就需要對(duì)發(fā)送給系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行調(diào)整,以便返回設(shè)備能夠在正確的電平下工作。

這樣,所有的返回放大器都在其所設(shè)計(jì)規(guī)定的電平下運(yùn)行,節(jié)點(diǎn)上所有的光發(fā)射器都在合適的水平下工作,所有前端設(shè)備也都在正確的電平下工作。因此,對(duì)于前端設(shè)備中的一切放大器與分離器的增益與損耗都必須考慮到。一旦將所有的地方都正確地設(shè)定了,就不要再輕易去動(dòng)它們了。正如俗話所說(shuō):“關(guān)系復(fù)雜,一環(huán)扣一環(huán)。既然相安無(wú)事,就不要輕易打破平衡?!?/font>

需要向制造商了解返回設(shè)備的合適電平。確定合適返回電平的方法有好幾種,NPR(noise power ratio,噪聲功率比)方法就是其中的一種。NPR方法是對(duì)被測(cè)試裝置施加一標(biāo)記頻率的噪音信號(hào)。當(dāng)被測(cè)裝置的總噪音功率調(diào)節(jié)好時(shí),看標(biāo)記頻率輸入了多少噪音,然后再改換標(biāo)記頻率。所得到的測(cè)試結(jié)果,是一類似倒立的浴盆的曲線。當(dāng)用實(shí)際信號(hào)來(lái)調(diào)整電平時(shí),最好選定那個(gè)可以使你達(dá)到曲線峰值稍微靠左面一些的總信號(hào)功率(來(lái)自各信號(hào)源的功率總和)。擴(kuò)展卡可以很好地幫助你完成這項(xiàng)任務(wù),為每個(gè)返回信號(hào)求得正確的電平。

不恰當(dāng)?shù)厍鍧嵾B接接頭,激光源的不恰當(dāng)組合,和在不正確的電平下運(yùn)行光學(xué)設(shè)備,都是我印象深刻的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),這些生動(dòng)的實(shí)際例子,都很容易在設(shè)備的光學(xué)部分產(chǎn)生。對(duì)于你來(lái)說(shuō),印象最深刻的事例是什么?■(珍花)



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